電力系統(tǒng)的計量終端檢修與遠程聯(lián)調(diào)智能化應(yīng)用設(shè)計與實現(xiàn)

梁洪浩　伍少成　王波　李芬　劉洋　李鵬　李雨平

摘 要： 基于移動互聯(lián)網(wǎng)、LBS等技術(shù)研究，設(shè)計應(yīng)用于電力系統(tǒng)的計量終端檢修與遠程聯(lián)調(diào)智能化應(yīng)用系統(tǒng)，實現(xiàn)檢修現(xiàn)場作業(yè)管理（現(xiàn)場運維作業(yè)、終端遠程調(diào)試、用戶數(shù)據(jù)查詢、終端管理、消息服務(wù)、賬戶管理）、應(yīng)用后臺管理（運維工作管理、終端設(shè)備管理、App運營管理）等功能，全面支撐計量終端檢修工作的開展，解決目前供電企業(yè)由于計量終端數(shù)量大、分布廣而導致的檢修與遠程聯(lián)調(diào)困難等問題。

關(guān)鍵詞： 移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù); LBS技術(shù); 計量終端檢修

中圖分類號： TP393文獻標志碼： A

Design and Implementation of Metering Terminal Maintenance and Remote Joint Adjustment Intelligent Application for Power System

LIANG Honghao1， WU Shaocheng1， WANG Bo1， LI Fen1， LIU Yang1， LI Peng1， LI Yuping2

（1. Shenzhen Power Supply Co. Ltd.， Shenzhen， Guangdong 518001， China; 2. Shenzhen Data Energy

Technology Co. Ltd.， Shenzhen， Guangdong 518057， China）

Abstract： Based on the research on mobile Internet， LBS and other technologies， an intelligent application system is designed. The system can be applied to the power systems metering terminal maintenance and remote joint adjustment， can realize on-site operation management （on-site operation and maintenance operations， terminal remote debugging， user data query， terminal management， message service， account management）， application background management （operation and maintenance work management， terminal equipment management， App operation management） and other functions. It fully supports the development of metering terminal maintenance work， and solves the problems of the current power supply companys overhaul and remote joint adjustment because of the large number and wide distribution of measurement terminals.

Key words： mobile internet technology; LBS technology; metering terminal maintenance

0 引言

隨著電力體制改革的推進，我國智能電網(wǎng)的建設(shè)正逐漸向網(wǎng)格化、數(shù)字化方向發(fā)展[1]，為保證用戶用電數(shù)據(jù)采集以及電費核算等工作的準確性與及時性，供電企業(yè)不斷推廣計量自動化終端設(shè)備使用，使終端數(shù)量劇增，計量檢修人員現(xiàn)場維護工作面臨巨大壓力;如何革新計量自動化終端管理模式，使計量終端檢修與遠程聯(lián)調(diào)更加智能化，是供電企業(yè)目前亟需解決的問題。

目前，深圳供電局計量自動化系統(tǒng)共接入各類負控、配變計量終端設(shè)備近10萬臺，計量終端設(shè)備的管理面臨著保障電費核算、支撐電力市場交易、實現(xiàn) “抄維合一”的三重工作壓力;因此，為減少巨量檢修工作量的沖擊，必須考慮計量終端檢修、管理新模式的研究以及配套信息化工具開發(fā)，優(yōu)化計量終端的檢修管理模式，提升檢修工作效率。

鑒此，本文基于移動互聯(lián)網(wǎng)、LBS等技術(shù)研究，充分借鑒國內(nèi)外供電企業(yè)計量自動化終端管理經(jīng)驗，結(jié)合供電企業(yè)計量終端檢修基層班組作業(yè)特點，在對計量終端設(shè)備故障輔助判定、檢修工單自動分派規(guī)則、基于LBS技術(shù)的計量終端檢修應(yīng)用、計量終端參數(shù)及數(shù)據(jù)召讀通信標準等關(guān)鍵技術(shù)進行深入研究的基礎(chǔ)上，提出計量終端檢修與遠程聯(lián)調(diào)智能化研究與應(yīng)用解決方案，并完成計量終端檢修與遠程聯(lián)調(diào)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)實現(xiàn)，有效解決由于計量終端數(shù)量大、分布廣而導致的檢修與遠程聯(lián)調(diào)困難等問題。

1 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計

1.1 技術(shù)架構(gòu)設(shè)計

計量終端檢修與遠程聯(lián)調(diào)應(yīng)用系統(tǒng)采用五層架構(gòu)設(shè)計[2]，包括資源層、集成層、服務(wù)層、接入層、應(yīng)用層，如圖1所示。

應(yīng)用層主要用于前端移動應(yīng)用，主要用于檢修人員統(tǒng)一登入、檢修現(xiàn)場作業(yè)管理、位置定位及導航服務(wù)、檢修人員工作軌跡、工作執(zhí)行情況、計量終端狀態(tài)查看等應(yīng)用;接入層主要通過建立APN專線接入，為移動終端提供通道的通信和安全保障，同時通過多種安全策略，保障移動終端的安全有效接入、數(shù)據(jù)傳輸安全和企業(yè)內(nèi)網(wǎng)安全;服務(wù)層移動作業(yè)平臺核心層，主要用于移動終端管理、檢修人員認證管理、系統(tǒng)管理以及后臺應(yīng)用管理等功能，為移動應(yīng)用提供服務(wù)端支撐;集成層主要是建立與業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互通道;資源層為前端移動應(yīng)用提供業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)支撐。

1.2 系統(tǒng)功能架構(gòu)設(shè)計

計量終端檢修與遠程聯(lián)調(diào)應(yīng)用系統(tǒng)功能主要分為現(xiàn)場作業(yè)App管理、應(yīng)用后臺管理（服務(wù)端）兩大部分，如圖2所示：

2 系統(tǒng)功能實現(xiàn)

2.1 現(xiàn)場作業(yè)App管理

2.1.1 現(xiàn)場運維作業(yè)

運維人員可在作業(yè)設(shè)備App上接收派發(fā)過來的終端異常工單，在維護過程中，支持終端位置導航，可利用掃碼功能準確辨識異常終端;并支持現(xiàn)場工作拍照，可點選記錄工單的現(xiàn)場處理結(jié)果，現(xiàn)場進行異常記錄;同時支持遠程相位角分析、紅外抄表，使運維更加便捷;提供檢修知識庫機制，輔助檢修人員檢修工作，支持檢修過程記錄自動保存為知識庫數(shù)據(jù)。

2.1.2 終端遠程調(diào)試

運維人員可在作業(yè)設(shè)備App上快速進行終端狀態(tài)召讀、故障終端數(shù)據(jù)召讀、參數(shù)召測、參數(shù)設(shè)置、終端對時、終端硬件復(fù)位等遠程調(diào)試工作，同時支持終端采集任務(wù)查詢、終端異常查詢，使終端運維更加智能與可控。

2.1.3 用戶數(shù)據(jù)查詢

運維人員可在作業(yè)設(shè)備App上快速查看用戶相關(guān)數(shù)據(jù)，包括電能量查詢、瞬時量查詢、用戶檔案查詢、電表檔案查詢、終端檔案查詢，輔助運維問題判定;支持用戶業(yè)務(wù)辦理查詢、停復(fù)電記錄查詢，及時掌握用戶相關(guān)關(guān)注重點;并支持對參與電力市場化交易的用戶進行特別標注，輔助運維人員更快捷的監(jiān)測到市場化交易用戶的異常情況。

2.1.4 終端管理

運維人員可通過輸入終端資產(chǎn)號快速查詢到具體終端，可通過掃碼識別的方式識別終端資產(chǎn)號，支持查看具體終端的詳細信息;為方便檢修人員管理其所負責的計量終端設(shè)備，實現(xiàn)檢修人員可以通過移動端對常出問題的終端、重點用戶安裝的計量終端設(shè)備、或者服役期較長的終端設(shè)備進行重點“關(guān)注”。

2.1.5 消息服務(wù)

運維人員能在作業(yè)終端（手機）的通知欄上，查收到系統(tǒng)自動發(fā)送的工作提醒消息、運維公告等信息，支持用戶通過工作提醒、運維公告快速進行現(xiàn)場作業(yè)。

2.1.6 賬戶管理

為保證作業(yè)App安全，系統(tǒng)設(shè)計不提供前端注冊功能，以便實現(xiàn)更受控、更安全的用戶訪問和控制;提供手機號登錄、指紋登錄機制;支持個人信息管理、系統(tǒng)問題反饋機制。

2.2 應(yīng)用后臺管理（服務(wù)端）

2.2.1 運維工作管理

為方便運維工作綜合管控，系統(tǒng)設(shè)計提供基于地理地圖的故障終端、運維人員、運維工作完成狀態(tài)的運維工作監(jiān)控機制，支持按運維班組以及運維人員，統(tǒng)計各狀態(tài)工單數(shù)量;支持按照終端離線天數(shù)、故障結(jié)論、供電單位進行查詢導出機制;提供運維工作評價功能，運維班長可對班員終端異常工單的完成情況進行評價，以便通過閉環(huán)管理的模式持續(xù)提升檢修工作效率和質(zhì)量。

2.2.2 終端設(shè)備管理

為保障運維安全，提供作業(yè)終端認證等級管理機制，實現(xiàn)SIM卡與作業(yè)終端的安裝關(guān)系綁定，只有經(jīng)過認證的作業(yè)終端才能進行現(xiàn)場作業(yè);提供終端位置管理，支持根據(jù)終端所屬變壓器位置信息初始化終端位置，運維人員可在作業(yè)App上提交的位置更正信息，使終端位置更加準確。

2.2.3 App運營管理

構(gòu)建了消息集中服務(wù)機制，支持向部分或全部用戶發(fā)送App消息，支持編輯各類圖文消息，使集中運營更加可控;同時建立了問題反饋體系，集中管理用戶反饋的系統(tǒng)問題及建議，管理人員可對具體用戶問題/建議進行回復(fù);實現(xiàn)對用戶集中管理：可查看App用戶基本信息，并可對App用戶進行鎖定和解鎖操作等管理操作，支持按手機號、用戶狀態(tài)等查詢滿足條件的用戶。

3 系統(tǒng)部署架構(gòu)設(shè)計

系統(tǒng)部署架構(gòu)如圖3所示。

移動終端通過VPN專網(wǎng)接入信息中心所處IDC安全四區(qū)，然后通過代理服務(wù)器到防火墻，連入計量管理所所處的IDC安全三區(qū)訪問應(yīng)用服務(wù);IDC安全三區(qū)的應(yīng)用服務(wù)可直接訪問計量主站數(shù)據(jù)庫以及計量系統(tǒng)webservice接口，并可穿過防火墻，通過IDC安全四區(qū)的代理服務(wù)訪問營銷系統(tǒng)webservice接口以及大數(shù)據(jù)平臺，保障應(yīng)用數(shù)據(jù)安全。

4 系統(tǒng)設(shè)計特點

4.1 計量終端設(shè)備故障輔助判定

在計量自動化系統(tǒng)顯示計量終端設(shè)備不在線，并認定為故障后，計量終端檢修人員需要對終端參數(shù)、終端采集的數(shù)據(jù)情況、終端用戶當前是否存在在辦業(yè)務(wù)（如：業(yè)擴）、終端設(shè)備所在的線路是否有停電情況，甚至需要對終端設(shè)備的廠家、安裝日期及運行年限、歷史故障情況等各方面進行全面了解，才能更好地決策下一步終端檢修措施;為此，計量終端檢修與遠程聯(lián)調(diào)應(yīng)用在集成設(shè)計上實現(xiàn)匯聚并分析來自計量自動化系統(tǒng)、營銷管理系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)，并進行可視化展現(xiàn)，為檢修人員提供更加準確的判定依據(jù)。

4.2 檢修工單自動分派

計量終端設(shè)備運行維護是供電企業(yè)設(shè)備管理工作的重要環(huán)節(jié)，是供電企業(yè)保障安全生產(chǎn)和生產(chǎn)能力的基本工作，傳統(tǒng)計量終端設(shè)備檢修工單主要是在供電企業(yè)內(nèi)部運維相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)中進行管理，以桌面軟件的形式為主，受到專用網(wǎng)絡(luò)和辦公地點限制性較大，基于人工經(jīng)驗進行工單指派，線下檢修與線上系統(tǒng)無法充分結(jié)合，無法保證檢修工單分派的科學性、及時性[4];為解決上述問題，計量終端檢修與遠程聯(lián)調(diào)應(yīng)用在檢修工單管理設(shè)計上綜合考慮了待檢修終端設(shè)備地理位置與檢修人員的距離遠近、檢修人員當前工作任務(wù)數(shù)、待檢修終端所屬責任單位等因素，實現(xiàn)了檢修工單自動分派，只需在系統(tǒng)后臺配置檢修工單分派規(guī)則，即可自動將工單信息推送至檢修人員;檢修人員通過手持終端APP應(yīng)用接收檢修工單信息即可完成檢修工作，使檢修工作更加便捷;同時，考慮到實際檢修工作任務(wù)存在臨時性調(diào)整需要，系統(tǒng)還適應(yīng)人工調(diào)配機制，保證工單分派科學合理、工單處理的及時性。

4.3 基于LBS技術(shù)的計量終端檢修應(yīng)用

LBS，即Location Based Service，指的是在移動環(huán)境下，利用地理信息系統(tǒng)（GIS，即Geographic Information System）、空間定位和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，為移動對象提供基于空間地理位置的信息服務(wù)[5-7];隨著移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用不斷深入，基于位置的定位服務(wù)應(yīng)用已經(jīng)非常成熟，在供電企業(yè)計量終端檢修業(yè)務(wù)應(yīng)用中，計量終端檢修與遠程聯(lián)調(diào)移動應(yīng)用設(shè)計上采用全球定位技術(shù)[8]（GPS，即Global Positioning System），結(jié)合GIS、電子地圖，實現(xiàn)故障終端定位，并在地圖上為檢修人員規(guī)劃合理檢修路線圖，使檢修人員能夠快速到達計劃檢修位置，以提高檢修工作效率;利用LBS技術(shù)服務(wù)，實現(xiàn)了檢修人員定位以及檢修人員地理位置軌跡展示，并實現(xiàn)檢修工單的執(zhí)行情況監(jiān)控與檢修工作統(tǒng)計，為管理人員提供便捷的管理工具，隨時掌握檢修人員的工作量及工作效率，提升計量終端檢修精細化管理水平。

4.4 不同計量終端參數(shù)召測及數(shù)據(jù)召讀

當前我國電力系統(tǒng)中計量自動化終端通信普遍基于國家頒布的DL/T645—1997《多功能電能表通信規(guī)約》[9]標準，旨在統(tǒng)一和規(guī)范功能電能表與數(shù)據(jù)終端設(shè)備進行數(shù)據(jù)交換時的物理連接和協(xié)議;信息量的確定以DL/T614—2007《多功能電能表》[10]為依據(jù)，旨在規(guī)范多功能電能表的通信接口，完善事件記錄、凍結(jié)量、負荷記錄的具體抄讀規(guī)則;人工抄表，實現(xiàn)遠方信息傳輸，提高用電管理水平起到推進作用。

在電力系統(tǒng)實際應(yīng)用當中，由于不同計量自動化終端生產(chǎn)廠家在具體設(shè)計實現(xiàn)上仍然存在部分差異，為了實現(xiàn)對不同品牌的計量終端遠程維護、聯(lián)調(diào)等作業(yè)支撐，計量終端檢修與遠程聯(lián)調(diào)應(yīng)用在設(shè)計上充分考慮了不同計量終端通信標準差異性，實現(xiàn)了對目前主流計量終端品牌的通信的全面支持，現(xiàn)場檢修人員可對大多數(shù)的計量終端進行紅外數(shù)據(jù)召讀，滿足計量終端遠程聯(lián)調(diào)的檢修工作要求。

5 總結(jié)

本文所論述的“電力系統(tǒng)的計量終端檢修與遠程聯(lián)調(diào)智能化應(yīng)用”已在深圳供電局有限公司投入運行;在數(shù)據(jù)層面，系統(tǒng)充分匯集來自計量、營銷系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，輔助計量終端設(shè)備故障準確判斷;在現(xiàn)場作業(yè)層面，基于LBS技術(shù)在地圖上實現(xiàn)故障終端設(shè)備定位、檢修人員位置軌跡標記，并展示檢修人員當前工作狀態(tài);基于電力行業(yè)多功能表通信標準，實現(xiàn)終端參數(shù)召測及數(shù)據(jù)召讀，協(xié)助檢修人員快速完成終端檢修;在應(yīng)用后臺管理層面，實現(xiàn)檢修人員及移動設(shè)備管理;構(gòu)建了檢修工單智能分配模型，實現(xiàn)了檢修工單自動分派;同時可對檢修人員工作情況進行評價，有效促進了檢修工作質(zhì)量提升;綜上，研究應(yīng)用成果可以有效解決供電企業(yè)由于計量終端數(shù)量大、分布廣而導致的檢修與遠程聯(lián)調(diào)困難等問題，具有良好的推廣應(yīng)用前景。

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（收稿日期： 2019.06.20）

作者簡介：

梁洪浩（1976-），男，碩士，高級工程師，研究方向：計量自動化。

伍少成（1972-），男，博士，高級工程師，研究方向：計量自動化。

王波（1973-），男，博士，高級工程師，研究方向：計量管理。

李芬（1969-），男，碩士，高級工程師，研究方向：計量管理。

劉洋（1978-），男，本科，高級工程師，研究方向：計量管理。

李鵬（1984-），男，碩士，工程師，研究方向：計量管理。

李雨平（1984-），男，本科，工程師，研究方向：計量管理。